2018年通信業務公司軟件研究院NFV技術與產業進展培訓課件.pdf
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2024-12-16
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通信業務公司軟件研究院大數據技術信息安全IT總體規劃培訓課件資料
1、2018-6-6NFV技術與產業進展一、NFV標準開源進展標準工作進展開源工作進展主要內容主要內容NFV技術進展 標準組織ETSI NFV:NFV整體方案、架構與接口標準化ITU-T:NGN虛擬化架構3GPP:NFV網管與傳統網管協同TM Forum:面向NFV的OSS 開源組織OPNFV:NFVI和VIM集成和增強ONAP/OSM/Tacker:NFVO+通用VNFMOpenstack:開源VIMKVM/Docker:虛擬化層軟件DPDK:加速 NFV技術除了涉及傳統的標準組織(如ETSI、3GPP、ITU-T、TM Forum等),還與許多開源組織相關(如OPNFV、ONAP、OSM、op2、enstack等)標準組織側重架構和接口兼容性,開源組織側重集成與快速創新,兩者相互補充,相互合作2012年10月,13家運營商發布白皮書,推動成立ETSI NFV對NFV技術展開研究。NFV Phase1(2013-2014)輸出NFV的用例、架構、管理和協同、可靠性、安全、軟件架構等文檔,指導NFV的開發并作為其他標準組織的輸入;白皮書傳遞運營商的需求和挑戰ETSI NFV自2013年成立以來,已持續輸出NFV相關研究報告和規范,主要包括用例、架構、安全、可靠性等多個方面。NFV標準化難度超過預期,整體進展比業界期望要慢目前有125家會員公司,184家觀察員公司(截至2017年7月數據)N3、FV輸出將影響其他組織的工作,包括3GPP、OPNFV和OSM等ETSI NFVETSI NFV ISG現階段組織架構(Rel 3)ETSI由運營商驅動,是NFV領域最有影響力的標準組織。NFV可以降低運營商成本,提高管理、維護、網絡及業務部署效率,并增加未來網絡的開放和創造潛力Technical Steering Committee(TSC)Interfacesand Architecture(IFA)Testing,Implementation,andOpen Source(TST)Security(SEC)Reliability,Availability,and Assurance(RE4、L)Evolution,ecosystem(EVE)Solution(SOL)ETSI NFV進入Rel 3階段,聚焦NFV架構框架功能增強特性Rel 1:NFV可行性Rel 2:NFV方案互操作性Rel 3:NFV架構框架功能增強 Rel2重點解決NFV方案互操作性問題加速VNF packageVNFD和NSDMANO接口 Rel3重點為現網部署NFV準備提供技術規范支撐計費許可(licensing)管理策略管理框架多站點Cloud-nativeETSI NFV3GPPNFV Orchestrator(NFVO)VNF Manager(VNFM)Virtualised Infrastruct5、ure Manager(VIM)EMVNFNFV-MANOVn-NfNE(PNF)VNFVn-NfNFVIOs-Ma-nfvoVe-Vnfm-emVe-Vnfm-vnfNf-ViOr-VnfmVi-VnfmOr-ViEMNE(PNF)EMDMItf-NNMOSS/BSSItf-N3GPP management system序號規范名稱規范編號1Concept,architecture and requirements for mobile networks that include VNFs.TS 28.500 2CM for mobile networks that include VNFs6、;UCs and requirements/Procedures/stage 2/stage 3.TS 28.510/1/2/3 3FM for mobile networks that include VNFs;UCs and requirements/Procedures/stage 2/stage 3.TS 28.515/6/7/8 4PM for mobile networks that include VNFs;UCs and requirements/Procedures/stage 2/stage 3.TS 28.520/1/2/3 5LCM(life cycle mgmt)fo7、r mobile networks that include VNFs;UCs and requirements/Procedures/stage 2/stage 3.TS 28.525/6/7/8 3GPP SA5關于NFV網管的系列項目SA52014年在Rel 13啟動移動網NFV網管的系列研究項目,并于2017年年初完成。重點針對移動網絡NFV需求、架構出發 ITU SG13在NGN和IMT-2020架構中加入對NFV的支持 2016年Q4完成NGN控制網元虛擬化(VCN)的功能架構標準 目前正在進行工作包括NGN的VNMO功能細分定義NGN全局編排需求和能力框架IMT2020網絡切片編8、排和管理ITU SG13OPNFV(Open Platform NFV):LF Networking Fund(“LFN”)項目之一2014年9月,多個運營商主導、在Linux基金會下成立OPNFV組織,推動NFV平臺開源化OPNFV重點關注NFV基礎設施及其管理,從而為NFV提供可落地部署的基礎性架構2017年10月發布第5個版本“Euphrates”(幼發拉底河)OPNFV通過開發運營商級、集成和開放的NFV基礎平臺加速NFV產業成熟OPNFVLFN白金成員LFN黃金和白銀成員(非完全名單)OPNFVOPNFV重點集成上游項目,并開發支持NFV電信級功能需求集成與測試與其他社區合作開發文檔9、ONAP(Open Network Automation Platform)LF Networking Fund(“LFN”)項目之一ONAP于2017年2月由AT&T推動成立的openECOMP和中移推動成立的Open-O兩個NFV開源組織合并成立ONAP旨在在SDN/NFV之上提供網絡、基礎設施和業務的頂層、自動化編排平臺ONAP已完成立項30項,包括建模、集成、業務編排、VNF-C、SDN-C等(截至2017年7月數據)2017年11月,發布第一版本Amsterdam(阿姆斯特丹),支持vCPE和VoLTE場景;預計2018年Q2發布第二版本BeijingONAP(openECOMP+O10、pen-O)ONAP架構的的項目模塊Active and Available Inventory(AAI)-管理目錄Common Services-通用服務功能Controllers-控制器Data Collection,Analytics and Events(DCAE)大數據分析Master Service Orchestrator(MSO)-業務編排器Policy-策略模塊Portal-管理門戶Security Framework-安全框架Service Design and Creation(SDC)-業務設計ONAPOSMOSM(Open Source MANO)ETSI OSM是西11、班牙電信之前推動的OpenMANO項目進一步擴展,已具備一定的項目基礎OSM目前掛靠在ETSI下開展工作,與ETSI NFV組織聯系相對緊密,MANO開源也主要是實現與ETSI NFV規范對齊,重點關注MANO協議棧的開發ETSI OSM針對NFV架構核心網元MANO開展開源研究,與ETSI NFV組織相互補充形成規范-開源代碼的閉環推進方式OSM成員(2017.7)OSMOSM支持與外部網元對接提供了NFVO和通用VNFM的集成模塊,支持外部的專用VNFM支持與OpenStack VIM、ODL等的集成支持對NS和VNF的各種生命周期管理操作OSM整合了opensource MANO開源組件12、:使用openmano作為RO模塊使用juju作為VNF配置和管理模塊使用Riftware作為NSO模塊openstack是開源的云計算管理平臺,提供部署云的操作平臺和工具集Tacker是開源社區openstack中的項目,目標是開發支持NFV基礎設施平臺上的集成通用VNFM和NFVO模塊,基于ETSI MANO架構框架并提供支持編排端到端網絡服務的功能協議目前支持的能力包括:NFV catalog:VNFD、NSD、VNF-FGD管理VNFM:VNF生命周期管理、VNF彈性、VNF初始配置、VNF監控和自愈NFVO:NS部署、VIM資源檢查和分配、跨VIM和PoP的編排Openstack T13、ackerTacker-OpenStack NFV Orchestration二、NFV產業進展產業鏈布局與進展其他運營商進展主要內容主要內容NFV對產業的影響對產業的影響 運營商:NFV將深刻改變基礎網絡運營商的網絡建設、運維、業務創新和管理模式 設備商:NFV正在推動通信設備制造業的發展中心調整、產業升級和生態重構 業務提供商:NFV將極大激發互聯網企業與第三方業務服務商的業務創新活力NFV產業生態產業生態 NFV技術產業生態日益完善,產業重心加速調整。與傳統軟硬件封閉一體的架構相比,采用NFV技術將推動硬件和軟件解耦,以及軟件功能的分層解耦,進一步細化和拉長產業鏈環節,形成新的NFV產業14、生態要素硬件設備制造商核心網設備制造商運營商芯片制造商硬件設備制造商運營商芯片制造商傳統電信產業鏈NFV電信產業鏈核心網軟件提供商虛擬化產品提供商整體方案提供商核心網設備制造商轉化新成員加入形成新環節新成員加入NFV產業進展產業進展NFV產業除了涉及傳統的CT廠家(如華為、愛立信、中興等),還擴展到眾多IT廠家(如HPE、風河等),將上下游相關產業環節納入NFV生態圈運營商滿足自身業務需求和整合產業鏈,各大T運營商推動自主研發和成立開源組織NFVI+VIM:引入IT廠家,傳統CT也提供解決方案云平臺:華為、HPE、Redhat、中興等服務器:HPE、Dell、聯想、浪潮、華為、中興等網元:傳統15、CT占優,引入更多軟件初創VNF:華為、中興、愛立信、諾基亞+眾多中小VNF廠家(賽特斯、Affirm等)編排:運營商自主(定制)研發+開源社區NFVO開源:ONAP、OSM等產品:HPE、華為、中興等NFV產業業務網元成熟度分析產業業務網元成熟度分析IMSEPC控制面計算密集型業務轉發和媒體處理性能要求高用戶數據媒體轉發面CSCFRCSMRFCIMS-HSSSBCMRFPIM-MGWMMEPCRFS-GW存儲可靠性要求高Gi-LANSAE-HSSP-GW容易中等較難業務面BGCFASGGSNSGSNCPEBRASFBBPE NFV難易程度:業務面難易程度:業務面控制面,用戶數據控制面,用戶數16、據控制面控制面媒體轉發面媒體轉發面NFV部署策略部署策略被訪運營商大部分集中在2016-2017年將啟動NFV部署NFV部署驅動力軟件化收益提高運維效率采用通用硬件新業務NFV部署問題未達到電信級與現網集成標準不成熟缺乏經驗NFV部署優先級vE-CPE業務鏈vCDNvIMS/vEPCAT&T:Domain 2.0軟件平臺硬件平臺集成云平臺集成云平臺網絡產品網絡產品2013年,AT&T發布Domain 2.0白皮書,推動基于SDN/NFV網絡轉型 運營思路由“Carrier Operations”轉向“DevOps”,企業文化等各方面深層變革 強調公司的文化變遷(Cultural shift),17、將公司轉型成所謂的“軟件”公司 運營商角色將從傳統的對網絡支撐轉型到對網絡真正的主導控制,從而具備自我規劃、自我設計的能力,軟件及軟件系統的技能和實力將成為真正的硬實力2013年起發布面向未來網絡云化的Domain 2.0戰略,并相繼發布ECOMP、Indigo項目牽引全網云化和智能方向轉型2016年已實現34%的網絡轉型,計劃在2020年實現其75%的網絡轉型AT&T:統一運營系統:統一運營系統ECOMPData Collection,Analytics and Events-數據分析部件,數據收集,分析物理網絡和虛擬網絡的控制器,應用控制器,Low-Level編排在controller中實18、現Active&Available Inventory:提供實時的Domain2.0資源,服務,產品清單及他們的關系視圖Master Service Orchestrator:High-Level 的端到端業務編排ASDC(AT&T Service Design and Creation):是AT&T業務集成開發環境,它集成多種工具,支持多種數據輸入(如:YANG,HEAT,TOSCA,等等)。它向內部和第三方開發者開放AT&T面向SDN/NFV網絡的下一代運營平臺,實現AT&T業務的實時、在線的自動化平臺,提供AT&T的業務開發平臺環境:2016年成立,并掛靠在Linux Foundatio19、n合作推動AT&T ECOMP項目的開源化 ECOMP的MSO、Controllers組件分別對應于NFVO和VNFM功能Verizon:SDN/NFV統籌發展統籌發展2016年2月,Verizon發布基于SDN和NFV的網絡架構,構建彈性、可伸縮、自動化的網絡,提高操作維護效率,實現靈活的業務創新和快速部署,提高對市場的相應速度和客戶滿意度,推動業務轉型2016年發布SDN-NFV參考架構白皮書,詳細闡述面向未來網絡的架構設計,引入統一的端到端網絡編排和業務編排,從頂層設計對網絡進行升級,推動網絡能力提升積極參與標準與開源,加速推動SDN/NFV、5G網絡技術成熟和應用三、NFV影響與挑戰主20、要內容主要內容NFV是運營商的變革和轉型是運營商的變革和轉型 網絡架構的變革:NFV深刻改變了網絡功能的實現方式,提供了資源共享,對運營商網絡架構帶來了巨大影響 運營理念的變革:NFV提供一個高度靈活、開放的網絡,運營理念從設備能力運營想向“網絡能力+開發能力”的運營轉發 運維模式的變革:NFV使得硬件、虛擬化層與網絡功能解耦分離,計算、存儲、網絡資源可動態、實時調度分配,打破傳統軟硬合一的運維模式,對運營商維護體制沖擊明顯 組織架構的變革:傳統的組織架構以建設-管理-維護為主,NFV引入的建營一體化的模式對運營商組織架構影響深遠對網絡更高的掌控能力,自主規劃、設計和建設互聯網思維,網絡即服務21、Devops、建營一體化IT為中心組織架構、軟件為核心,創新文化轉型轉型基礎設施建設復雜度高基礎設施建設復雜度高硬件選取定制化硬件和COTS硬件的選取選擇通用硬件平臺,便于管理、擴容、維護、降低CTO硬件平臺應通過相關電信級認證硬件加速NFV加速效果根據具體需求,采用軟硬件加速結合方式加速與可靠性之間的相互制約虛擬化虛擬化方案需擴展對底層資源的管理能力從安全和成熟度考慮,可能需要采用Hypervisor-based虛擬化擴展Hypervisor管理能力云部署部署方式尚未明確,電信云尚無統一共識和標準一種可能的方式是面向NFV的電信私有云,進一步可以與公有云進行整合滿足電信級要求的基礎設施構建難22、度大NFV管理不同于管理不同于IT管理管理NFV管理與IT管理關注點不同,NFV管理繼承傳統電信管理思維,重視業務端到端的高可靠性保障,無法簡單復制IT管理模式云平臺通用硬件業務IaaS業務自底向頂關聯的統一管理NFV端到端管端到端管理理IT分層管理分層管理重點關注I層資源1.管理的對象和范圍不同硬件管理HypervisorVIM/openstack硬件NFVOOSS2.硬件管理對接網元和端到端關聯點的問題硬件管理直接對接OSS硬件管理對接NFVONfvo-ViOs-Ma-nfvo硬件管理HypervisorVIM/openstack硬件NFVOOSSEMSVNFMVNF硬件管理Hypervi23、sorVIM/openstack硬件NFVOOSSEMSVNFMVNF業務告警業務告警資源告警資源告警NFVO進行故障關聯進行故障關聯OSS進行故障關聯進行故障關聯3.NFV故障關聯的問題NFV 開源開源 vs 標準標準涉及眾多標準組織,組織間工作需配合協作,推進技術的規范化和接口解耦開源社區針對當前熱點問題成立項目進行迭代開發,快速推進規范的軟件實現運營商如何參與開源社區,如何在開源社區中發揮引導作用,運營商部署NFV的時機選擇開源社區已成為NFV重要推動力量,將與標準組織相互補充共同推進NFV技術成熟與落地FVIMNFVINFVOVNFVNFMTackerTacker與傳統電信網絡演進相比24、,NFV架構將更多采用成熟或者相對成熟的IT開源方案進行集成開源社區將與標準組織共同推進NFV技術的規范化和成熟化,兩者之間研究成果形成閉環驗證當前NFV的MANO、云平臺等成為開源社區重點關注對象,已成立多個開源組織和項目進行研究,并與國際標準進行對齊加速方案設計硬件平臺集成多廠商環境下集成多廠商環境下集成NFVI集成云資源管理平臺集成VNF管理集成網絡業務編排集成MANO集成跨基礎設施域APP集成多廠商APP集成VNF集成OSS/BSS集成與現網傳統網元集成跨平臺業務編排集成與現有系統集成集成測試規范集成測試工具集成測試NFV部署初期,硬件與軟件解耦,上層軟件由一家提供,優先進行橫向集成;25、NFV部署后期,解耦NFV內部以及外部接口,逐步分層解耦,縱向集成NFV集成中傳統IT集成和分層解耦兼容性問題相互交織,涉及軟件-硬件驅動、軟件-軟件集成以及異廠家對接集成等復雜問題,定界和調試難度大NFV網絡各層功能組件與接口應保證開放性,運營商網絡部署與運維的各個環節應避免集成所造成的影響測試認證測試認證NFV測試認證 NFV的軟件化、模塊化思想顛覆傳統網絡的測試驗證思路,應采取分層和系統相結合的測試認證方法 建立完整的資源-業務指標體系,形成對NFV網絡組件(硬件、VNF、MANO)和集成系統的測試方法論 缺乏性能測試的參考基準軟件 缺乏通用的測試評估方法,分層解耦兼容性評估工作量巨大 缺乏高效、系統性的自動化測試評估工具 復雜的虛擬化網絡流量模型在實驗室難以模擬功能性能單廠家評估硬件性能中間件功能硬件管理接口軟硬兼容性軟硬解耦評估VNF性能評估VNF兼容性中間件性能VIM接口三層解耦評估謝謝!